Прикладная нелинейная оптика развивается в последние годы очень быстрыми темпами. Число работ, посвященных различным ее аспектам, непрерывно растет; вместе с тем систематического руководства в этой области до сих пор не было.
Настоящая книга в значительной мере восполняет этот пробел. В ней доступно, сжато и на хорошем научном уровне изложены основы физики нелинейных взаимодействий световых волн в кристаллах, рассмотрены принципы действия, конструкции и рабочие характеристики оптических умножителей частоты, преобразователей сигналов и изображений, параметрических генераторов света.
Книга представляет интерес для научных работников, инженеров-исследователей, аспирантов и студентов, специализирующихся в области квантовой электроники и нелинейной оптики.
В книге на примере небольшого числа оптических эффектов разъясняются основные понятия и методы квантовой оптики. Предварительно даются необходимые сведения из квантовой механики и статистической физики. Основное внимание уделяется нескольким обнаруженным за последние 10—20 лет явлениям (эффект Брауна—Твисса, двухфотонное излучение, параметрическое и поляритонное рассеяние света), а также некоторым еще не наблюдавшимся эффектам (корреляция стоксовых и антистоксовых фотонов, существование нечетных моментов поля в тепловом излучении). Общей особенностью этих эффектов является то, что в них фотоны выступают по двое и наиболее ярко проявляются квантовые свойства света.
Попутно рассматриваются некоторые методические вопросы, например, влияние оптической нелинейности вещества на статистику его собственного теплового излучения. Устанавливаются феноменологические связи между подобными спонтанными и вынужденными процессами (обобщенные законы Кирхгофа). Рассматриваются возможные метрологические применения таких связей для абсолютной калибровки источников и приемников света.
Нелинейная оптика — одна из наиболее интересных новых областей физики. Особое значение она приобрела после изобретения оптических квантовых генераторов — лазеров. В интенсивных полях современных лазеров возникают новые явления, а хорошо известные оптические явления приобретают новые черты. Все эти новые эффекты объединяет нелинейная зависимость их протекания от интенсивности света.
Нелинейной оптикой активно занимаются исследователи многих стран. Уже первые результаты имеют большую научную и практическую ценность. Именно средствами нелинейной оптики удалось, например, создать мощные генераторы ультрафиолетового излучения и совершенно новые для оптики — перестраиваемые генераторы когерентного оптического излучения.
Предлагаемая книга — первая книга по нелинейной оптике, опубликованная в США, — написана крупным американским физиком Н. Бломбергеном, широко известным своими работами по квантовой электронике и нелинейной оптике. Её характеризует высокий научный уровень и широкий охват современных проблем.
Во вступительной статье редакторов перевода кратко освещено современное состояние нелинейной оптики и дан критический обзор содержания книги.
Книга будет полезна как специалистам — физикам, так и лицам, приступающим к изучению нелинейной оптики: инженерам по квантовой электронике, не знакомым с оптикой специалистам, аспирантам и студентам старших курсов.
Пособие предназначено для студентов, обучающихся в магистратуре, по направлению подготовки 03.04.01 - «Прикладные математика и физика», магистерская программа «Волоконная и лазерная оптика». Оно содержит план и краткое содержание лекций и практических занятий. Для каждого практического занятия имеется список основных понятий, которые студент должен усвоить перед выполнением задания и список вопросов по данной теме, а также примеры решения задач и задания для самостоятельного решения.
